Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Целевые области применения
- 2. Подробный анализ технических характеристик
- 2.1 Предельно допустимые параметры
- 2.2 Электрооптические характеристики
- 3. Объяснение системы бининга
- 4. Анализ кривых производительности
- 5. Механическая информация и информация о корпусе
- 6. Рекомендации по пайке и сборке
- 7. Упаковка и информация для заказа
- 8. Рекомендации по применению
- 8.1 Типичные сценарии применения
- 8.2 Соображения при проектировании
- 9. Техническое сравнение и дифференциация
- 10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 11. Пример практического использования
- 12. Введение в принцип технологии
- 13. Тенденции развития технологии
1. Обзор продукта
В данном документе подробно описаны характеристики высокояркого светодиода, предназначенного для применений, требующих превосходной световой отдачи. Устройство использует технологию чипа AlGaInP для получения характерного Супер закатно-оранжевого цвета. Его отличают надежность, прочная конструкция и соответствие основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH и требования по отсутствию галогенов (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Светодиод доступен с различными углами обзора и вариантами упаковки, включая ленту и катушку, для различных процессов сборки.
1.1 Целевые области применения
Основные области применения данного светодиода включают подсветку и индикацию в потребительской электронике и вычислительных устройствах. Типичные примеры использования: телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и общие компьютерные периферийные устройства, где требуется стабильное яркое оранжевое свечение.
2. Подробный анализ технических характеристик
2.1 Предельно допустимые параметры
Устройство предназначено для работы в строгих электрических и тепловых пределах для обеспечения долгосрочной надежности. Номинальный постоянный прямой ток (IF) составляет 25 мА, с допустимым пиковым прямым током (IFP) 160 мА в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц). Максимальное обратное напряжение (VR) — 5 В. Рассеиваемая мощность (Pd) ограничена 60 мВт. Рабочий температурный диапазон (Topr) составляет от -40°C до +85°C, а условия хранения (Tstg) допускают от -40°C до +100°C. Температура пайки (Tsol) не должна превышать 260°C в течение 5 секунд во время сборки.
2.2 Электрооптические характеристики
Ключевые параметры измеряются при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА. Типичная сила света (Iv) составляет 295 мкд, с минимальным заданным значением 188 мкд. Угол обзора (2θ1/2) обычно составляет 25 градусов, обеспечивая сфокусированный луч. Оптический спектр определяется пиковой длиной волны (λp) 621 нм и доминирующей длиной волны (λd) 615 нм, с шириной спектра (Δλ) 18 нм. Электрически, прямое напряжение (VF) обычно составляет 2,0 В, в диапазоне от минимума 1,7 В до максимума 2,4 В. Обратный ток (IR) ограничен максимумом 10 мкА при полном обратном напряжении 5 В. Отмечены погрешности измерений для прямого напряжения (±0,1В), силы света (±10%) и доминирующей длины волны (±1,0нм).
3. Объяснение системы бининга
Продукт использует систему бининга для категоризации единиц на основе ключевых параметров производительности, обеспечивая согласованность для конечного пользователя. Это отражено на упаковочных этикетках. Код CAT относится к рангам силы света, код HUE — к рангам доминирующей длины волны, а код REF — к рангам прямого напряжения. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с жестко контролируемыми характеристиками для своих конкретных потребностей.
4. Анализ кривых производительности
В спецификации представлены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Кривая относительной интенсивности в зависимости от длины волны показывает распределение спектральной мощности с центром около 621 нм. Диаграмма направленности иллюстрирует пространственный профиль излучения. Кривая прямого тока в зависимости от прямого напряжения (I-V) демонстрирует экспоненциальную зависимость диода, что важно для проектирования драйвера. Кривая относительной интенсивности в зависимости от прямого тока показывает, как световой выход увеличивается с током. Наконец, кривые, изображающие относительную интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды и прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды, необходимы для понимания теплового снижения мощности и стабильности производительности во всем рабочем диапазоне.
5. Механическая информация и информация о корпусе
Светодиод имеет стандартный корпус лампового типа. Чертеж размеров корпуса предоставляет ключевые измерения для проектирования посадочного места на печатной плате и механической интеграции. Ключевые примечания указывают, что все размеры указаны в миллиметрах, высота фланца должна быть менее 1,5 мм, а общий допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное. Цвет смолы — прозрачный, что позволяет видеть внутренний Супер закатно-оранжевый цвет чипа.
6. Рекомендации по пайке и сборке
Правильное обращение критически важно для надежности. При формировании выводов изгибы должны выполняться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы и производиться до пайки, чтобы избежать напряжения. Отверстия в печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода. Хранение должно осуществляться при ≤30°C и ≤70% относительной влажности до 3 месяцев; более длительное хранение требует азотной атмосферы. Пайка должна поддерживать минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы. Рекомендуемые условия: для ручной пайки — наконечник паяльника ≤300°C в течение ≤3 секунд; для волновой пайки — предварительный нагрев ≤100°C и ванна ≤260°C в течение ≤5 секунд. Рекомендуется следовать диаграмме профиля пайки. Пайку не следует повторять более одного раза. После пайки избегайте механических ударов до остывания светодиода. Очистка, если необходимо, должна проводиться изопропиловым спиртом комнатной температуры в течение ≤1 минуты; ультразвуковая очистка не рекомендуется и требует предварительной квалификации.
7. Упаковка и информация для заказа
Светодиоды упакованы для предотвращения электростатического разряда и проникновения влаги. Они помещены в антистатические пакеты, которые затем упаковываются во внутренние коробки и, наконец, во внешние коробки. Стандартное количество упаковки составляет минимум от 200 до 1000 штук в пакете, 4 пакета во внутренней коробке и 10 внутренних коробок в основной внешней коробке. Этикетки на упаковке включают поля для CPN (номер детали заказчика), P/N (номер детали), QTY (количество) и коды бининга CAT, HUE и REF, а также номер партии для отслеживаемости.
8. Рекомендации по применению
8.1 Типичные сценарии применения
Этот светодиод идеально подходит для индикаторов состояния, подсветки кнопок или небольших панелей и декоративного освещения в устройствах, где желателен теплый закатно-оранжевый оттенок. Его надежность делает его подходящим для потребительской электроники, рассчитанной на длительный срок службы.
8.2 Соображения при проектировании
Разработчики должны учитывать ограничение тока, обычно достигаемое с помощью последовательного резистора, для работы светодиода на уровне или ниже испытательного тока 20 мА для предсказуемой яркости и долговечности. Тепловой менеджмент на печатной плате важен, особенно если используется несколько светодиодов или если температура окружающей среды высока, так как чрезмерный нагрев может снизить световой выход и срок службы. Узкий угол обзора делает его подходящим для направленного освещения, а не для освещения широких областей.
9. Техническое сравнение и дифференциация
По сравнению со стандартными оранжевыми светодиодами, использование данным устройством технологии AlGaInP обычно обеспечивает более высокую эффективность и яркость при заданном токе. Конкретная точка цвета Супер закатно-оранжевый обеспечивает характерную эстетику. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, REACH, Halogen-Free) является ключевым отличием для рынков со строгими нормативными требованиями. Доступность на ленте и катушке поддерживает высокообъемные автоматизированные линии сборки.
10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Для этого оранжевого светодиода они близки (621 нм против 615 нм).
В: Могу ли я питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?
О: Это не рекомендуется. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Источник постоянного напряжения без механизма ограничения тока (например, резистора или драйвера постоянного тока) может привести к превышению прямого тока максимально допустимых значений, потенциально повреждая светодиод.
В: Почему время хранения ограничено 3 месяцами?
О: Это связано с чувствительностью к влаге. Эпоксидный корпус может поглощать влагу из окружающей среды, которая может превратиться в пар и вызвать повреждения (\"эффект попкорна\") во время высокотемпературного процесса пайки, если устройство не было предварительно должным образом просушено.
11. Пример практического использования
Рассмотрим проектирование индикатора питания для сетевого маршрутизатора. Используя этот светодиод, разработчик рассчитает значение последовательного резистора на основе напряжения питания (например, 5 В) и желаемого рабочего тока (например, 15 мА для снижения мощности и увеличения срока службы). Используя типичное VF 2,0 В, значение резистора R = (5В - 2,0В) / 0,015А = 200 Ом. Резистор 200 Ом будет установлен последовательно со светодиодом на печатной плате. Узкий угол обзора 25 градусов обеспечивает четкую видимость индикаторного света спереди устройства без чрезмерного рассеивания.
12. Введение в принцип технологии
Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области чипа, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав слоев AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света. В данном случае материал спроектирован для излучения фотонов в оранжево-красной части видимого спектра, около 615-621 нм. Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивая механическую защиту и формируя выходной световой луч.
13. Тенденции развития технологии
Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и снижение стоимости. Для индикаторных и сигнальных светодиодов, подобных этому, тенденции включают дальнейшую миниатюризацию корпусов при сохранении или увеличении светового потока, более широкое внедрение экологически чистых материалов и повышение надежности в жестких условиях. Интеграция схемы драйвера или интеллектуальных функций непосредственно в корпус светодиода также является областью развития, хотя еще не распространена для базовых устройств лампового типа. Лежащая в основе технология материала AlGaInP является зрелой, но продолжает видеть постепенные улучшения в методах эпитаксиального роста для лучшей внутренней квантовой эффективности и тепловых характеристик.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |